Le processeur est sans conteste le cerveau de l’ordinateur dans son architecture numérique. Pour déterminer ces performances, il faut examiner en détail sa fréquence de fonctionnement et son architecture. Mais connaissez-vous réellement son intérêt et sa fonction ? Nous vous expliquons tout en détail.
Présentation du processeur
Le Central Processing Unit ou CPU est en quelque sorte le cerveau d’un matériel informatique. En réalité, il s’agit d’un circuit électronique intégré au sein de l’architecture de votre ordinateur. Dans certaines circonstances, on parle de microprocesseurs, car ce n’est pas un élément à part entière, il est complètement intégré dans le circuit électronique de l’ordinateur que vous utilisez.
Vous connaissez sans doute les marques Intel et AMD, car elles sont incontournables dans la production des processeurs pour les ordinateurs et les serveurs. Qualcomm, NVIDIA et Apple sont davantage spécialisés pour la production de CPU pour tablettes et téléphones portables. Avec les évolutions technologiques, les performances et les capacités de traitement augmentent chaque année.
Naturellement, on pense que son utilisation se limite aux ordinateurs. Mais le CPU est indispensable dans de multiples appareils comme les téléphones portables, les télévisions, les tablettes, les serveurs, etc.
Le principe de fonctionnement d’un processeur
Sa fonction première repose sur l’exécution d’instruction des programmes informatiques. De ce fait, il reçoit des instructions précises en provenance de la mémoire vive. Elle-même perçoit ces données depuis d’autres éléments comme Internet, une clé USB ou un disque dur. Un bus est alors utilisé comme canal de communication pour la transmission des instructions et sachez que chaque processeur dispose d’une architecture qui lui est spécifique.
En fonction des instructions que le cpu reçoit, il effectue des calculs en envoyant directement les résultats dans la mémoire vive. À chaque fréquence d’horloge, cycle ou impulsion, le processeur réalise une exécution selon l’instruction reçue. La fréquence du processeur correspond alors au nombre de cycles par seconde. L’unité est exprimée en Hertz et lorsque vous disposez d’un processeur de 5 GHz d’unités, cela signifie qu’il est capable de réaliser 500 milliards de cycles par seconde. Pour traiter plus rapidement les données, vous devez impérativement investir dans une fréquence de l’horloge plus importante.
D’où l’importance d’investir dans du matériel informatique pour les professionnels en fonction de votre activité et de votre besoin.
Quels sont les différents éléments composant le processeur ?
Pour assurer sa mission première, différents éléments sont nécessaires pour faire fonctionner correctement le processeur. Dans un premier temps, vous trouvez les registres, correspondant à des mémoires internes d’une très grande rapidité. Il ne s’agit pas d’un seul élément, mais d’une multitude avec les registres généraux, le pointeur de piles, l’accumulateur, le compteur ordinal et le registre d’état.
Autre élément distinct, l’horloge qui assure la synchronisation des processeurs lorsqu’ils sont de type synchrone. Trois bus informatiques sont également nécessaires à savoir le bus de contrôle, les bus d’adresse et le bus de données. Les modèles les plus récents embarquent des unités de prédiction, un pipeline ainsi qu’une mémoire en cache.
Comment fonctionne une instruction ?
C’est une opération élémentaire accomplie par le processeur. Les instructions sont directement sauvegardées dans la mémoire principale pour être traitées au bon moment. Elle se compose d’un code opération, c’est-à-dire l’action devant être exécutée par le processeur et d’un code opérande contenant les paramètres de l’exécution. Dans certains cas, c’est une adresse mémoire et dans d’autres circonstances une donnée.
Selon la donnée, le nombre d’octets n’est pas le même, car il varie entre 1 et 4. Les instructions sont réparties dans quatre catégories distinctes, à savoir l’accès à la mémoire, les opérations arithmétiques, les opérations logiques et le contrôle.
Comment fonctionnent les registres d’un processeur ?
Le processeur exécute les instructions, ce qui nécessite un stockage temporaire dans des mémoires de 8 bits, 16 bits, 32 bits ou 64 bits. Cet espace se nomme le registre et sa quantité varie en fonction du type de processeur. Vous retrouvez le registre accumulateur dans lequel est contenu le résultat des opérations logiques et arithmétiques. Ce n’est pas le cas du registre d’état dans lequel sont présents les indicateurs sur l’état du système.
Sans oublier le registre instructions de l’opération en cours et le compteur ordinal qui contient l’adresse de la future instruction. Le dernier élément concerne le registre tampon, d’une grande utilité pour stocker temporairement une donnée issue de la mémoire.
Quelle est l’utilité de la mémoire cache d’un processeur ?
La mémoire tampon réduit les délais d’attente pour accéder à des informations stockées en mémoire vive. En effet, l’information circule moins vite sur la mémoire de l’ordinateur que sur la mémoire tampon. La mémoire cache de premier niveau ou Level 1 Cache fait partie intégrante du processeur. Elle se divise en deux couches et la première correspond au cache d’instructions contenant les instructions en provenance de la mémoire vive après avoir été décodées dans les pipelines. La seconde couche correspond au cache de données provenant de la mémoire vive et utilisées pour les opérations du processeur.
Peu importe le processeur que vous utilisez, il est primordial de l’entretenir en suivant une maintenance informatique précise. De cette manière, vous savez que les performances du matériel sont optimisées.
L’importance des cœurs de votre processeur
Lorsque vous lancez un logiciel, si vous êtes en train de consulter une vidéo ou de décompresser un fichier, votre processeur est en action. Prenons l’exemple d’un processeur standard ne disposant que d’un seul cœur. Dans ce contexte, il traite les consignes une à une, puisqu’il n’a qu’un seul cœur. Lorsque plusieurs instructions sont envoyées, le traitement s’effectue en série, mais avec une vitesse de calcul et d’exécution au niveau des tâches très rapide.
C’est une opposition avec le processeur multi-coeurs, car chaque cœur est capable de traiter individuellement sur plusieurs niveaux des calculs, des tâches et des instructions. Les tâches sont gérées simultanément grâce aux plusieurs cœurs présent, sans le moindre perte de vitesse du matériel. L’efficacité est au rendez-vous pour l’utilisation d’applications lourdes, à condition d’avoir un logiciel compatible avec un processeur multi-cœurs.
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